Минимизация смещения осевой зоны слитка (заготовки) при протяжке в комбинированных бойках

• Автор: Кулик, Георгий Николаевич
• Шифр специальности: 05.00.00
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 247 с. : ил.

Оглавление
Введение

1. Классификация и анализ влияния параметров процесса ковки на качество изделия.

1.1 Технологическая подготовка процессов обработки давлением и ее особенности при выполнении операций ковки
1.2 Влияние схем формоизменения и величин параметров режима протяжки на процесс ковки

1.3 Проблема увода оси поковки при протяжке в комбинированных

бойках
Выводы

Цель и задачи исследования

2. Разработка математической модели процесса ковки при протяжке в комбинированных бойках.
2.1 Разработка теоретического решения о поперечной осадке круглой заготовки в комбинированных бойках
2.2 Разработка теоретического решения о неоднородной осадке осесимметричного тела умеренной высоты
2.3 Расчет формоизменения круглой заготовки при протяжке в комбинированных бойках с помощью метода смещенных объемов металла
3. Экспериментальное исследование режима протяжки, для выявления рациональных режимов обработки при протяжке в комбинированных бойках.
3.1 Моделирование процессов обработки металлов давлением
3.2 Методика проверки полученного теоретического решения
3.3 Обсуждение результатов
3.4 Разработка технологических рекомендаций, обеспечивающих максимальное приближение осевой зоны слитка к геометрической оси заготовки при протяжке в комбинированных бойках, реализующих на практике математическую модель рационального процесса
4. Промышленное использование полученных результатов
Основные результаты и выводы по работе
Использованная литература
Приложение 1: Некоторые процессы обработки металлов давлением и параметры, рассчитываемые при технологической подготовке

Приложение 2: Технологические карты ковки некоторых заводов
Приложение 3: Фрагмент технологической инструкции по ковке
быстрорежущих сталей
Приложение 4: Операция протяжки и отделки плоскими бойками
(BISRA)
Приложение 5: Методика расчета протяжки заготовки на плоских бойках (по Колоскову М.М.)
Приложение 6:Алгоритм расчета протяжки слитка в комбинированных бойках (по методике Назарьяна В.А.)
Приложение 7: Расчет увода оси поковки при протяжке в комбинированных бойках(по методике Дененберга Н.П.)
Приложение 8: Протяжка заготовки в бойках с углом выреза 90° и углом кантовки 60°
Приложение 9: Протяжка заготовки в бойках с углом выреза 90° и углом кантовки 45°
Приложение 10: Ручная и машинная ковка заготовок. ( Технологическая инструкция ДФ 001.000 ТИ)// ОАО «Дефорт», 2008, 30с
Приложение 11: Акты внедрения

Введение
Одной из главных задач технологической подготовки кузнечного производства является разработка методики расчета режимов деформации, которые обеспечили бы минимум расхода энергии и позволили бы технологу рассчитать число и величину обжатий применительно к любой конкретной поковке.
Особенно актуально стоит этот вопрос перед работниками кузнечных цехов, где объем ручного труда велик, а степень механизации ограничена. Это в значительной степени объясняется сложностью процесса, так как ковка представляет собой довольно сложные манипуляции, часто не повторяющиеся в определенной последовательности.
Из всех операций свободной ковки наиболее трудоемкой является протяжка. Время, затрачиваемое на ее выполнение, составляет, в большинстве случаев, более 60% от всего времени ковки. Если учесть, что основная масса поковок на заводах машиностроения составляют поковки с удлиненной осью, то вопрос об улучшении их качества и повышения интенсивности операций протяжки является весьма актуальным.
Кроме косвенных факторов, влияющих на сокращение времени процесса протяжки (транспортировка, установка бойков, кантовка) существуют факторы, влияющие на время самого процесса деформации металла. К ним относятся величина допустимой и требуемой степени деформации за ход пресса (или молота), величина подачи, форма рабочей поверхности бойков, последовательность углов кантовки и т.д
Если изыскание и проведение мероприятий, ведущих к снижению времени на выполнение вспомогательных операций, является организационным вопросом, то вопрос об определении оптимальных технологических параметров ковки требует во многих случаях специального исследования.
Протяжка поковок с удлиненной осью может производиться на плоских, вырезных и комбинированных бойках. Очевидно, что ковка на плоских бойках является менее производительной, так как обжатие поковки в них происходит по двум поверхностям. При ковке в вырезных бойках обжатие происходит одновременно по четырем поверхностям, и они являются наиболее производительными. Однако, применение вырезных бойков в условиях машиностроения не будет целесообразным, так как имея мелкосерийный и единичный характер существует необходимость применения различных операций, в том числе осадки и частая смена инструмента привела бы к большим потерям времени. Как известно, при протяжке в комбинированных бойках, вытяжка за каждое нажатие прессом или удар молотом, при прочих равных условиях, меньше чем в вырезных. Это обстоятельство приводит к снижешпо производительности при ковке указанными бойками (по сравнению с вырезными). Однако в них можно производить протяжку поковок в большем диапазоне диаметров. Кроме

кантовка на 180° в сторону обратную относительно предыдущих кантовок и все кантовки на этом проходе производятся в том же направлении. Таким образом, должно «убираться» смещение оси, полученное при ковке в предыдущих проходах. ' В качестве примера рассмотрено изготовление поковки с диаметром по бочке 800 мм и диаметром шеек 400 мм. Протяжку проводили в комбинированных бойках с углом выреза нижнего бойка 110°. Сначала осуществляли многопереходную протяжку на 600 мм с кантовкой заготовки на 72° по всему кругу, а затем производят кантовку заготовки на 180°. Протяжку на окончательный размер 400 мм осуществляли также с кантовкой на 12° по всему кругу, но с противоположным направлением кантовки. Такая последовательность операций приводила к тому, что кантовка на 180° позволяла в последующем переходе свести к минимуму линейное смещение, а обратная кантовка угловое смещение.
Существует другой подход[65] к уменьшению смещения оси поковки. Это достигается тем, что при многопроходной протяжке заготовки в комбинированных бойках с чередованием в каждом проходе обжатий и кантовок при равных степенях деформации и углах кантовки во всех проходах и кантовку заготовки на 180° между проходами, последнюю осуществляют после первого, а затем через каждые два последующих прохода, при этом кантовку заготовки в проходах осуществляют в одном направлении. Авторы считают, что при осуществлении этого способа уменьшается как суммарное смещение дефектной зоны заготовки относительно геометрического центра поковки, так и несоосность между ступенями поковки за счет того, что смещения за различные проходы направлены в противоположные стороны. Также они указывают, что независимо от степени обжатия минимальные величины суммарного смещения дефектной зоны и несоосности между ступенями получается при кантовке заготовки на 180° после первого, а затем через каждые два последующих прохода, т.е в каждых четырех проходах, считая с первого, указанные смещения за второй и третий проходы направлены противоположно смещениям за первый и четвертый проходы. Также представлено описание экспериментальной протяжки в комбинированных бойках с углом выреза нижнего бойка 120° поковки диаметром бочки 900 мм и диаметром шеек 400 мм из слитка с максимальным вписанным диаметром годной части 1170 мм. Вначале многопроходной протяжкой за четыре прохода со степенью обжатия 7% и углом кантовки 45° в каждом проходе получают размер 900 мм. Заготовку кантуют на 180 после первого и третьего проходов. После этого за шесть проходов получают размер шеек 600 мм. Кантовка осуществлялась после первого, третьего и пятого проходов. Серные отпечатки, полученные на темплетах вырезанных из поперечных ступеней поковки, показали, что ликвационная зона расположена в геометрическом центре темплетов. Несоосность между бочкой и шейками поковки составила 25...30% величины припуска на несоосность.
Из этого следует, что по этой методике «вылечить» возможно, только такую поковку, которую необходимо ковать в несколько переходов. А в